We analyze architectural features of Deep Neural Networks (DNNs) using the so-called Neural Tangent Kernel (NTK), which describes the training and generalization of DNNs in the infinite-width setting. In this setting, we show that for fully-connected DNNs, as the depth grows, two regimes appear: "order", where the (scaled) NTK converges to a constant, and "chaos", where it converges to a Kronecker delta. Extreme order slows down training while extreme chaos hinders generalization. Using the scaled ReLU as a nonlinearity, we end up in the ordered regime. In contrast, Layer Normalization brings the network into the chaotic regime. We observe a similar effect for Batch Normalization (BN) applied after the last nonlinearity. We uncover the same order and chaos modes in Deep Deconvolutional Networks (DC-NNs). Our analysis explains the appearance of so-called checkerboard patterns and border artifacts. Moving the network into the chaotic regime prevents checkerboard patterns; we propose a graph-based parametrization which eliminates border artifacts; finally, we introduce a new layer-dependent learning rate to improve the convergence of DC-NNs. We illustrate our findings on DCGANs: the ordered regime leads to a collapse of the generator to a checkerboard mode, which can be avoided by tuning the nonlinearity to reach the chaotic regime. As a result, we are able to obtain good quality samples for DCGANs without BN.


翻译:我们用所谓的神经唐氏内核网络(NTK)来分析深神经网络(DNNS)的建筑特征。我们使用所谓的神经唐氏内核网络(NTK)来分析深神经网络(DNNS)的建筑特征,该结构描述了在无限宽度环境下对DNNS的培训和概括化。在这个环境中,我们显示对于完全连接的DNNS,随着深度的增长,有两个制度是“秩序 ” ( 缩放的) NTNK 相交于一个常数, 和“ chaos ” 。 我们的分析解释了所谓的检查板模式和边界工艺的外观, 从而阻碍了总体化。 将RELU作为非线性, 我们最终在定序的系统里, 层的正常化将网络引入混乱的系统。 我们观察到了一个类似的效果。 我们发现相同的秩序和混乱模式在深层革命网络(DC-NNNNN) 中, 能够将一个不以图表为基础的系统升级到新的游戏模式。我们建议一个基于不以图表的平衡的系统来改进我们的边界的系统。

0
下载
关闭预览

相关内容

【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 每周算法:Wide & Deep (by Google)
LibRec智能推荐
9+阅读 · 2017年10月25日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
HAQ: Hardware-Aware Automated Quantization
Arxiv
6+阅读 · 2018年11月21日
Arxiv
4+阅读 · 2018年4月26日
Arxiv
7+阅读 · 2018年3月22日
VIP会员
最新内容
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
4+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
9+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
14+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
16+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
8+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
12+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
17+阅读 · 10月15日
相关VIP内容
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
49+阅读 · 2020年7月4日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 每周算法:Wide & Deep (by Google)
LibRec智能推荐
9+阅读 · 2017年10月25日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员